> Энциклопедический словарь Гранат, страница 153 > Гидротехника

Гидротехника

Гидротехника, собирательное понятие, которым обозначают разнообразные инженерные работы, а также— в несколько ином смысле — тот цикл инженерных наук, который описывает и изучает все эти работы. Общим их признаком является вода, от которой нужно защищаться, или которую нужно подчинить определенной цели, которую нужно, наконец, отвести с одного места на другое. Так, например, вопрос об утилизации энергии текучих вод земной поверхности входит в Г., и все сооружения, сюда относящияся, называются гидротехническими, как-то: плотины, которыми сосредоточивается в одном месте падение реки, распределенное на более или менее значительной ея длине, и которыми облегчается забор воды; подводящие и отводящие каналы, трубопроводы и так далее, позволяющие не только отвести воду к месту установок машин, но и сконцентрировать в одном месте еще большую степень напора и затем вернуть в реку воду отработавшую, т. е. спустившуюся на уровень нижнего участка утилизируемой части падения реки; далее, помещения для машин, самия машины все это изучается В“ различных отделах Г. Защита местности от наводнений, осушение заболоченных участков, проведение воды для целей орошения, добыча и проведение воды для удовлетворения нужды данного населенного пункта в питьевой воде или в воде для промышленных целей, удаление из населенного пункта грязных и сточных вод и их обезвреживание, все эти вопросы, часто носящие специальные названия мелиораций, водоснабжения, орошения, канализации, очистки сточных вод и так далее, — все это отделы Г. Улучшение судоходных условий реки, увеличение ея глубины шлюзованием, т. е. помощью плотин, поднимающих уровень воды, и шлюзов, позволяющих переводить суда с одного уровня на другой, увеличение глубины помощью землечерпания, обход порогов и стремнин искусственными судоходными каналами вместе со шлюзами, создание путей сообщения, соединяющих водные системы разных бассейнов с переходом через водоразделы, регулирование рек и озер в разнообразных целях, обычно для того, чтобы иметь возможность управлять уровнем озера и расходом реки, всевозможные работы по укреплению омываемого водою грунта, как для создания прочного фундамента под к.-ниб. сооружение, так и для предохранения от размыва и обвалов берегов, набережных и тому подобное., наконец, разные вопросы и работы по устройству гаваней, защищенных от ветров и волнения, а вместе с тем и таких сооружений, как молы, маяки и тому подобное., которые должны выдерживать разрушительное действие этого волнения,—все это тоже отделы Г., и все эти сооружения нужно назвать гидротехническими.

В основу проекта любого из этих сооружений, как и для всякой инженерной работы, кладется детальное изучение местных условий, для чего производятся изыскания. В зависимости от назначения сооружения программа последних ставится более или менее широко. В нее входят обычно: чисто топографическое изучение местности будущого сооружения, иногда в нескольких вариантах; изучение геологического строения иногда в целях выяснения лишь строительных качеств грунта, часто в целях нахождения водоносных слоев, а иногда, наоборот, для выяснения степени их водонепроницаемости; выяснение ряда экономических вопросов, не только в смысле стоимости необходимых отчуждений, но и в смысле установления возможных в будущем экономических результатов от возведения сооружения, например, для водного пути—возможный для него грузооборот, тарифы и тому подобное., для орошений и мелиоративных сооружений—условия эксплуатации улучшенных участков, возможные на них культуры, для предприятий по утилизации гидравлической энергии— местные цены на энергию, возможные для данной местности производства, потребляющия энергию, и так далее Характер и детальность изысканий могут значительно видоизменяться от слу-

1714

чая к случаю, и выше отмеченные вопросы далеко не исчерпывают всех рубрик программы. Почти во всяком гидротехническом сооружении есть еще одна сторона, которая должна быть выяснена предварительными исследованиями на месте, это—режим текучих вод затрагиваемого сооружением района. Знать режим реки, это значит знать, как в разное время года и в разных пунктах потока меняются его расходы, т. е. протекающие в 1 секунду объёмы воды; знать продольный профиль свободной поверхности потока при разных высотах стояния воды, а также профиль его дна; знать, как и когда устанавливается замерзание (ледостав) и как идет ледоход, каковы пределы разлива реки и так далее Только в редких случаях эти данные имеются за более или менее долгий промежуток времени и вообще с желательною обстоятельностью. Поэтому часто к вопросу о режиме реки присоединяется изучение площадей бассейнов как всего потока, так и важнейших его притоков, а также изучение количеств атмосферных осадков, как средних годовых, так и их колебаний в течение года, с разделением осадков на твердые и жидкие. Во многих случаях важно установить только колебание высоты стояния воды; иногда необходимо знать, сколько и какого твердого материала влечет за собою поток и при каких условиях он его отлагает и так далее Все эти крайне важные вопросы режима рек, кроме чисто метеорологических, объединяются в одном гидрометрическом их исследовании, так что гидрометрия представляется важным отделом Г.

Сведения о типах отдельных г—их сооружений приводятся в особом приложении; здесь же для характеристики роли и значения некоторых из перечисленных сооружений, приводим следующия данные.

Запасы энергии текучих вод, или, как часто говорят, по почину министра Кавура, в особенности в применении к рекам, берущим начало в ледниках и вечных снегах, запасы „белого угля“, не ириведены вточную известность. Можно только утверждать, что, в противоположность ископаемому углю, использование „белого угля“ не уменьшает его запасов, ибо они будут налицо, пока солнце будет посылать земле достаточно тепла, а на земле будет достаточно воды для испарения, которая затем, конденсируясь в атмосфере, будет падать на землю и образовывать ея ледники и потоки. Далеко не вся падающая по земной поверхности вода может быть использована для получения механической и электрической работы: она может находиться в таких местностях, где ее некуда было бы применить; она может находиться в таком виде (например, очень малое падение слишком больших масс воды), что было бы технически трудно, значит, дорого, т. е. экономически невозможно, утилизировать ее; вся или часть протекающей воды должна быть сохранена для целей более важных, например, для судоходства или для орошения; наконец, всегда часть падения должна оставаться неиспользованной, чтобы осуществлять перемещение водяных масс, которых по существу невозможно задержать. При всех этих ограничениях все-таки запасы энергии в текучих водах громадны. Достаточно указать, что один водопад Ниагара представляет мощность около 5.000.000 л. с. Громадные водопады имеются во всех частях света, в том числе и в Европе, в особенности в Норвегии и Швеции. БоРлта водопадами и порогами также и Европейская Россия; так, самая большая стремнина Финляндии Пюхекоски на р. Улеа несет мощность около 290.000 лошадиных сил; одна Иматра, не считая прочих порогов Вуоксы, несет до 120.000 лошадиных сил; Кивач и два другие водопада на той же реке Суне—Пор-поропь и Гирвас— представляют мощность около 40.000 лошадиных сил каждый; Нарвский водопад может дать до 85.000 лошадиных сил, если, пользуясь Чудским озером, урегулировать расход реки; пороги р. Волхова проносят не менее 45.000 лошадиных сил; Боровицкие пороги на р. Мете — до 30.000 лошадиных сил; пороги Западной Двины от иирейцбурга до

Риги—свыше 100.000 лошадиных сил; один Ненасытен на Днепре—около 50.000 лош, сил, а все Днепровские пороги— до 300.000 лошадиных сил и так далее !). Наконец, в настоящее время близко к осуществлению предприятие по утилизации части падения р. Терека и озера Гокча, причем предусматривается возможность установки турбин с общей мощностью до 240.000 лошадиных сил.

Совершенно приблизительные исчисления позволяют оценивать следующими числами ту энергию, которая в разных государствах Европы могла бы быть извлечена из текущей воды и обращена в механическую:

Англия. 900.000 л. с.